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一、概述
SCB系列半導(dǎo)體恒溫循環(huán)槽，是自帶制冷和加熱的高精度恒溫設(shè)備。可在機(jī)內(nèi)水槽進(jìn)行恒溫實(shí)驗(yàn)，或通過軟管與其它設(shè)備相連，作為恒溫源配套使用，也可用于給其它設(shè)備進(jìn)行水循環(huán)加熱或冷卻等。
采用宇電AI系列30段程序型調(diào)節(jié)器加熱制冷控制達(dá)到SCB系列半導(dǎo)體恒溫循環(huán)槽控制。
二、特點(diǎn)及用途：
1、采用大功率半導(dǎo)體致冷組件作為冷源，不需要干冰、氨、氮、氟利昂等致冷劑，溫度低、制冷快、壽命長(zhǎng)。
2、可為外循環(huán)提供恒溫源，操作簡(jiǎn)單方便。
3、液體離心循環(huán)泵，流量穩(wěn)定，工作可靠。
4、可加攪拌或內(nèi)循環(huán)，使溫度更均勻。
5、采用先進(jìn)的全自動(dòng)智能PID數(shù)字雙向控制系統(tǒng)，雙目顯示，溫度連續(xù)可調(diào)，控溫。
6、體積小、重量輕、無污染，可連續(xù)工作。
SCB系列半導(dǎo)體恒溫循環(huán)槽，是化工、醫(yī)療、醫(yī)藥、計(jì)量、電子、教育及科研等部門實(shí)驗(yàn)室的恒溫設(shè)備。
7、主要技術(shù)參數(shù)：
輸入電壓： AC 220V 50Hz
傳感器類型： Pt100
輸出功率： DC4.5V 6A／DC 12V 8A（可定制）
控溫范圍： 0℃～70℃可用作低溫或高溫
控溫方式： 全自動(dòng)智能PID控制，雙目顯示雙向控溫，溫度連續(xù)可調(diào)
控溫精度： 高?0.1℃
程序控制： 30段＋20段程序控制
通訊接口： RS485（配RS232轉(zhuǎn)換器）帶計(jì)算機(jī)接口或程序控制。
外型尺寸： 305mm?280mm?120mm
使用環(huán)境： 溫度10℃～40℃，濕度≤60%。
儀器為普通風(fēng)冷散熱，使用環(huán)境溫度在5℃～25℃，濕度<80%。
三、控制性能
采用AI-808PBGL1L1L4S型加熱制冷雙輸出程序控溫儀表來控制高精度恒溫控制設(shè)備，是專門為需要有雙輸出的設(shè)備溫控系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，全自動(dòng)智能PID雙目數(shù)碼顯示雙向控溫系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)升降溫的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，達(dá)到任意溫度點(diǎn)的恒溫，溫度穩(wěn)定性高。該恒溫控制電源，體積小、重量輕、控溫精度高。數(shù)碼顯示測(cè)量及控制溫度，清晰、直觀，可設(shè)置30段程序及計(jì)算機(jī)接口來記錄升降溫曲線。
加熱控制：采用宇電生產(chǎn)的SSR系列小型固態(tài)繼電器，采用固態(tài)繼電器使用的恒流驅(qū)動(dòng)線路，典型驅(qū)動(dòng)電流恒定在5～mA，功耗低且可靠性高；配合光電藕合過零觸發(fā)器，具有對(duì)電網(wǎng)干擾小且絕緣內(nèi)壓高的優(yōu)點(diǎn)，輸出端采用壓敏電阻吸收電網(wǎng)尖蜂電壓，漏電流小并長(zhǎng)期可靠使用。固態(tài)繼電器連接電加熱元件，無觸動(dòng)控制，通用加熱方式。
制冷控制：采用儀表輸出繼電器接點(diǎn)控制直流電源給半導(dǎo)體致冷片供電起到制冷的目的。制冷技術(shù)在科技領(lǐng)域中存在著多種致冷方法，吸收式、機(jī)械壓縮式和半導(dǎo)體致冷 ,電子致冷的現(xiàn)象是溫差電效應(yīng)。
由于采用了供電的方式控制半導(dǎo)體制冷的方式，連續(xù)PID制冷控制有了方便的控制方法。
配合應(yīng)用AI系列調(diào)節(jié)器使用連續(xù)的PID控制給精密恒溫槽提供了供電方式的特種冷源。
特種冷源在技術(shù)應(yīng)用上具有以下的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)：
1、不需要任何致冷劑，可連續(xù)工作，沒有污染源沒有旋轉(zhuǎn)部件，不會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)效應(yīng)，沒有滑動(dòng)部件是一種固體器件，工作時(shí)沒有震動(dòng)、噪音、壽命長(zhǎng)，安裝容易。
2、半導(dǎo)體致冷器具有兩種功能，既能致冷，又能加熱，致冷效率一般不高，但致熱效率很高，永遠(yuǎn)大于1。因此使用一個(gè)器件就可以代替分立的加熱系統(tǒng)和致冷系統(tǒng)。
3、半導(dǎo)體致冷器是電流換能型器件，通過輸入電流的控制，可實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制，再加上溫度檢測(cè)和控制手段，很易實(shí)現(xiàn)遙控、程控、計(jì)算機(jī)控制，便于組成自動(dòng)控制系統(tǒng)。
4、半導(dǎo)體致冷器熱慣性非常小，致冷致熱時(shí)間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，致冷器就能達(dá)到大溫差。
5、半導(dǎo)體致冷器的反向使用就是溫差發(fā)電，半導(dǎo)體致冷器一般適用于中低溫區(qū)發(fā)電。
6、半導(dǎo)體致冷器的單個(gè)致冷元件對(duì)的功率很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串、并聯(lián)的方法組合成致冷系統(tǒng)的話，功率就可以做的很大，因此致冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍。
7、半導(dǎo)體致冷器的溫差范圍，從正溫90℃到負(fù)溫度130℃都可以實(shí)現(xiàn)。
通過以上分析，半導(dǎo)體溫差電器件應(yīng)用范圍有：致冷、加熱、發(fā)電，致冷和加熱應(yīng)用比較普遍，有以下幾個(gè)方面：
(1)軍事方面：雷達(dá)、潛艇等方面的紅外線探測(cè)、導(dǎo)行系統(tǒng)。
(2)醫(yī)療方面：冷刀、冷臺(tái)、白內(nèi)障摘除器、血液分析儀等。
(3)實(shí)驗(yàn)室裝置方面：冷阱、冷箱、冷槽、電子低溫測(cè)試裝置、各種高低溫實(shí)驗(yàn)儀器。
(4)裝置方面：石油產(chǎn)品低溫測(cè)試儀、生化產(chǎn)品低溫測(cè)試儀、細(xì)菌培養(yǎng)箱、恒溫顯影槽、電腦散熱器等。
(5)日常生活方面：空調(diào)、冷熱兩用箱、飲水機(jī)、除濕機(jī)等。 半導(dǎo)體致冷器件的散熱是一門專業(yè)技術(shù)，也是半導(dǎo)體致冷器件能否長(zhǎng)期運(yùn)行的基礎(chǔ)。良好的散熱才能獲得低冷端溫度的先決條件。以下就是半導(dǎo)體致冷器的幾種散熱方式：
1、自然散熱。
采用導(dǎo)熱較好的材料，紫銅鋁材料做成各種散熱器，在靜止的空氣中自由的散發(fā)熱量，使用方便，缺點(diǎn)是體積太大。
2、充液散熱。
用較好的散熱材料做成水箱，用通液體或通水的方法降溫。缺點(diǎn)是用水不方便，浪廢太大，優(yōu)點(diǎn)是體積小，散熱效果。
3、強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱。
工作氣氛為流動(dòng)空氣，散熱器所用的材料和自然散熱器相同，使用方便，體積比自然冷卻的小，缺點(diǎn)是增加一個(gè)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)噪音。
以上所述給AI系列調(diào)節(jié)器提供了新的用途。
四、程序型調(diào)節(jié)器應(yīng)用
1）儀表型號(hào)的選擇
儀表型號(hào)AI-808PBGL1L1L4S
高精度恒溫槽溫度在負(fù)載加入時(shí)變化快必須采用加熱制冷雙輸出程序控溫儀表來控制全自動(dòng)智能PID雙目數(shù)碼顯示雙向控溫系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)升降溫的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，達(dá)到任意溫度點(diǎn)的恒溫，溫度穩(wěn)定性高。數(shù)碼顯示測(cè)量及控制溫度，清晰、直觀，可設(shè)置30段程序及計(jì)算機(jī)接口來記錄升降溫曲線。
2）儀表的控制方式
AI－808人工智能調(diào)節(jié)算法是采用模糊規(guī)則進(jìn)行PID調(diào)節(jié)的一種新型算法，在誤差大時(shí)，運(yùn)用模糊算法調(diào)節(jié)，以消除PID飽和積分現(xiàn)象，當(dāng)誤差趨小時(shí)，采用改進(jìn)后的PID算法進(jìn)行調(diào)節(jié)，并能在調(diào)節(jié)中自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶被控對(duì)象的部分特征以使效果化。具有無超調(diào)、高精度、參數(shù)確定簡(jiǎn)單、對(duì)復(fù)雜對(duì)象也能獲得較好的控制效果等特點(diǎn)。
在使用過程中AI調(diào)節(jié)器 結(jié)合PID調(diào)節(jié)、自學(xué)習(xí)及模糊控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自整定/自適應(yīng)功能，及、無欠調(diào)的調(diào)節(jié)，性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)PID調(diào)節(jié)器。控制設(shè)備裝配
3）儀表自整定方法：
自整定是讓溫控器執(zhí)行ON/OFF（位式）控制，經(jīng)2－3次振蕩周期后儀表內(nèi)部微處理器根據(jù)位式控制產(chǎn)生的震蕩，分析其周期、幅度及波形來自動(dòng)計(jì)算出M5、P、T等控制參數(shù)。
系統(tǒng)在不同給定值下整定得出的參數(shù)值不*相同，執(zhí)行自整定功能前，應(yīng)先將給定值設(shè)置在常用值或是中間值上，作為程序型儀表請(qǐng)把段C01=修改設(shè)置在系統(tǒng)使用的大值上，再執(zhí)行啟動(dòng)自整定的操作功能。參數(shù)CtI（控制周期）及dF（回差）的設(shè)置，對(duì)自整定過程也有影響，一般來說，這2個(gè)參數(shù)的設(shè)定值越小，理論上自整定參數(shù)準(zhǔn)確度越高。但dF值如果過小，則儀表可能因輸入波動(dòng)而在給定值附近引起位式調(diào)節(jié)的誤動(dòng)作，這樣反而可能整定出*錯(cuò)誤的參數(shù)。推薦CtI=0-2，dF=2.0。此外，基于需要學(xué)習(xí)的原因，自整定結(jié)束后初次使用，控制效果可能不是，需要使用一段時(shí)間（一般與自整定需要的時(shí)間相同）后方可獲得效果。如果系統(tǒng)是保溫性能好的電爐，給定值應(yīng)設(shè)置在系統(tǒng)使用的大值上，再執(zhí)行啟動(dòng)自整定的操作功能。參數(shù)CtI（控制周期）及dF（回差）的設(shè)置，對(duì)自整定過程也有影響，一般來說，這2個(gè)參數(shù)的設(shè)定值越小，理論上自整定參數(shù)準(zhǔn)確度越高。但dF值如果過小，則儀表可能因輸入波動(dòng)而在給定值附近引起位式調(diào)節(jié)的誤動(dòng)作，這樣反而可能整定出*錯(cuò)誤的參數(shù)。推薦CtI=0-2，dF=2.0。此外，基于需要學(xué)習(xí)的原因，自整定結(jié)束后初次使用，控制效果可能不是，需要使用一段時(shí)間（一般與自整定需要的時(shí)間相同）后方可獲得效果。
4）儀表程序編排：
當(dāng)工藝改變升降溫程序控制時(shí)，可用于按一定時(shí)間規(guī)律自動(dòng)改變給定值進(jìn)行控制的場(chǎng)合。具有50段程序編程功能，可設(shè)置任意大小的給定值升、降斜率；具有跳轉(zhuǎn)（目標(biāo)段只限于前30段）、運(yùn)行、暫停及停止等可編程/可操作命令，可在程序控制運(yùn)行中修改程序；具有二路事件輸出功能。可通過報(bào)警輸出控制其他設(shè)備聯(lián)鎖動(dòng)作，進(jìn)一步提高設(shè)備自動(dòng)化能力；具有停電處理模式、測(cè)量值啟動(dòng)功能及準(zhǔn)備功能，使程序執(zhí)行更有效率及更完善。
程序編排統(tǒng)一采用溫度－時(shí)間－溫度格式，其定義是，從當(dāng)前段設(shè)置溫度，經(jīng)過該段設(shè)置的時(shí)間到達(dá)下一溫度。溫度設(shè)置值的單位都是℃，而時(shí)間值的單位都是分鐘。
下例為一個(gè)包含線性升溫、恒溫、線性降溫、跳轉(zhuǎn)循環(huán)、準(zhǔn)備、暫停及事件輸出6段程序例子。
采用溫度－時(shí)間編程方法的優(yōu)點(diǎn)是升溫、降溫的斜率設(shè)置的范圍非常寬。升溫及恒溫段具有統(tǒng)一的設(shè)置格式，方便學(xué)習(xí)。設(shè)置曲線更靈活，可以設(shè)置連續(xù)設(shè)置升溫段(如用不同斜率的升溫段近似實(shí)現(xiàn)函數(shù)升溫)，或連續(xù)的恒溫段。
5）儀表參數(shù)設(shè)置：
溫控器輸出方式與周期選擇
輸出方式選加熱制冷雙輸出，主輸出控制對(duì)象一般選固態(tài)繼電器SSR；輔助輸出選繼電器開關(guān)接點(diǎn)控制制冷電源，精密恒溫槽溫度上升快，降溫要采用制冷控制，快速把溫度降下去。輸出下限D(zhuǎn)IL－100；輸出上限D(zhuǎn)LH100
輸出周期CtI參數(shù)值可在(0.5~125)?0.5秒（0表示輸出周期為0.25秒）之間設(shè)置，它反映儀表運(yùn)算調(diào)節(jié)的快慢。采用SSR、可控硅或電流輸出時(shí)一般建議設(shè)置為0.5~3秒。輸出采用G模塊模塊，當(dāng)輔助輸出采用繼電器開關(guān)輸出L4時(shí)，加熱/冷卻雙輸出控制系統(tǒng)中，短的控制周期會(huì)縮短機(jī)械開關(guān)的壽命或?qū)е吕?熱輸出頻繁轉(zhuǎn)換啟動(dòng)，周期太長(zhǎng)則使控制精度降低，因此一般在15-40秒之間，建議CtI設(shè)置為系統(tǒng)滯后時(shí)間的1/4~1/10左右，但數(shù)值大不應(yīng)超過60秒（CtI=120）。
AI-808PBGL1L1L4S調(diào)節(jié)器參數(shù)
六、結(jié)束語：
半導(dǎo)體恒溫循環(huán)槽配合AI程序型調(diào)節(jié)器采用加熱制冷雙輸出控制和數(shù)字式無紙記錄儀現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、科技、環(huán)保、國(guó)防、文教衛(wèi)生、人民生活，及化工、熱電、石化、制藥、冶金、機(jī)械、科研實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。有著良好的市場(chǎng)需求和巨大的發(fā)展?jié)摿Α＞唧w應(yīng)用在非連續(xù)生產(chǎn)和質(zhì)檢測(cè)試等需要間斷顯示記錄的場(chǎng)合。系統(tǒng)貫徹了柔性設(shè)計(jì)理念，所有輸入通道的信號(hào)類型均可隨需設(shè)置更改，每個(gè)記錄數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)時(shí)間可根據(jù)要求來設(shè)置記錄數(shù)據(jù)采樣間隔，并且能方便的轉(zhuǎn)存于活動(dòng)硬盤。記錄數(shù)據(jù)可用計(jì)算機(jī)圖形軟件來閱讀，還可轉(zhuǎn)換為Excel能打開的文本格式，并且管理人員可以通過數(shù)字無紙記錄儀的數(shù)據(jù)傳統(tǒng)功能在局域網(wǎng)內(nèi)監(jiān)控調(diào)閱該系統(tǒng)的實(shí)時(shí)及歷史記錄數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)已在現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行記錄和良好的用戶口碑，是一款成熟可靠值得信賴的產(chǎn)品。
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